DE68910692T2 - Elektronisch gesteuerte Cryopumpe. - Google Patents

Description

• Derzeit verfügbare Tiefsttemperatur-Vakuumpumpen oder Kryopumpen basieren auf einer gemeinsamen Gestaltungskonzeption. Eine üblicherweise in dem Bereich von 4 bis 25 K arbeitende Tieftemperaturanordnung bildet die primäre Pumpoberfläche. Diese Oberfläche ist durch einen üblicherweise im Temperaturbereich von 60 bis 130 K betriebenen Strahlungsschirm höherer Temperatur umgeben, der eine Strahlungsabschirmung für die Anordnung niedrigerer Temperatur bereitstellt. Der Strahlungsschirm enthält allgemein ein Gehäuse, das mit Ausnahme einer vorderseitigen Anordnung geschlossen ist, die zwischen der primären Pumpoberfläche und einer zu evakuierenden Arbeitskammer positioniert ist.
• Im Betrieb kondensieren Gase mit hohem Siedepunkt wie etwa Wasserdampf auf der vorderseitigen Anordnung. Gase mit niedrigerem Siedepunkt treten durch diese Anordnung in das Volumen innerhalb des Strahlungsschirms hindurch und kondensieren auf der Anordnung niedrigerer Temperatur. Eine mit einem Adsorptionsmittel wie etwa Holzkohle beschichtete Oberfläche oder ein Molekularsieb, das bei oder unterhalb der Temperatur der kälteren Anodnung betrieben wird, kann ebenfalls in diesem Volumen vorhanden sein, um sehr niedrigen Siedepunkt besitzende Gase wie etwa Wasserstoff zu entfernen. Da die Gase in dieser Weise kondensiert und/oder auf den Pumpoberflächen adsorbiert werden, verbleibt in der Arbeitskammer lediglich ein Vakuum.
• In Systemen, die durch Kühlgeräte mit geschlossenem Kreislauf gekühlt werden, ist das Kühlgerät typischerweise ein zweistufiger Kühlapparat, der einen kalten Finger besitzt, der durch den hinteren Bereich oder die Seite des Strahlungsschirms hindurch verläuft. Hohen Druck besitzendes Helium-Kühlmittel wird im allgemeinen über Hochdruckleitungen von einer Kompressoranordnung zu dem Tiefttemperatur-Kühlgerät (Kryopumpe) geleitet. Elektrische Leistung für einen Verdränger-Antriebsmotor in dem Kühlgerät wird üblicherweise ebenfalls durch den Kompressor bereitgestellt.
• Die kalte Seite der zweiten, kältesten Stufe des Tiefsttemperatur-Kühlgeräts befindet sich an der Spitze des kalten Fingers. Die primäre Pumpoberfläche oder die Kryoplatte ist an der kältesten Seite der zweiten Stufe des kalten Fingers mit einer Wärmesenke verbunden. Diese Kryoplatte kann eine einfache Metallplatte oder Tasse oder eine Anordnung aus Metalleinbauten sein, die um die Wärmesenke der zweiten Stufe herum angeordnet und mit dieser verbunden sind. Diese Kryoplatte der zweiten Stufe trägt weiterhin das Niedertemperatur-Adsorptionsmittel.
• Der Strahlungsschirm ist an dem kältesten Ende der ersten Stufe des Kühlaparats mit einer Wärmesenke oder einer Wärmestation verbunden. Der Schirm umgibt die Kryoplatte der zweiten Stufe derart, daß sie gegenüber Strahlungswärme geschützt ist. Die vorderseitige Anordnung wird durch die Wärmesenke der ersten Stufe über die seitliche Abschirmung oder, wie in der US-PS 4 356 701 offenbart ist, durch thermische Streben gekühlt.
• Nach mehreren Tagen oder Wochen der Benutzung beginnen die Gase, die auf den Kryoplatten kondensiert sind, und insbesondere die adsorbierten Gase die Kryopumpe zu sättigen. Es muß sich dann ein Regenerierungvorgang anschließen, um die Kryopumpe zu erwärmen und hierdurch die Gase freizusetzen und die Gase aus dem System zu entfernen. Wenn die Gase verdampfen, erhöht sich der Druck in der Kryopumpe und die Gase werden über ein Entlastungsventil ausgestoßen. Während der Regenerierung wird die Kryopumnpe oftmals mit warmem Stickstoffgas gereinigt. Das Stickstoffgas beschleunigt die Erwärmung der Kryoplatten und dient auch zum Ausspülen von Wasser und anderen Dämpfen aus der Kryopumpe. Durch Einleitung des Stickstoffes in das der Anordnung der zweiten Stufe benachbarte System minimiert das Stickstoffgas, das aus dem Auslaßanschluß nach außen strömt, die Bewegung des Wasserdampfes von der ersten Anordnung zurück zur Anordnung der zweiten Stufe. Stickstoff ist das üblicherweise eingesetzte Reinigungsgas, da es inert ist und frei von Wasserdampf erhältlich ist. Es wird üblicherweise von einer Stickstoff-Speicherflasche über eine Fluidleitung und ein mit der Kryopumpe gekoppeltes Reinigungsventil zugeführt.
• Nach der Reinigung der Kryopumpe muß diese grobgepumpt werden, um ein Vakuum um die kryopumpenden Oberflächen und den kalten Finger herum zu erzeugen, um hierdurch die Wärmeübertragung aufgrund von Gasleitung zu verringern und hierdurch die Kühlung des Kryokühlers auf normale Betriebstemperaturen zu ermöglichen. Die Grobpumpe ist allgemein eine mechanische Pumpe, die über eine Fluidleitung mit einem an der Kryopumpe montierten Grobbehandlungsventil gekoppelt ist.
• Die Steuerung des Regenerierungsvorgangs wird durch Temperaturmeßstellen, die mit den Kaltfinger-Wärmestationen gekoppelt sind, erleichtert. Es wurden auch Thermoelement-Druckmeßfühler in Verbindung mit Kryopumpen eingesetzt, die aber allgemein nicht empfohlen werden, da die Gefahr der Zündung von in der Kryopumpe freigesetzten Gasen durch einen von dem stromführenden Thermoelement ausgehenden Funken besteht. Die Temperatur- und/oder Drucksensoren, die an der Pumpe montiert sind, sind über elektrische Leitungen mit Temperatur- und/oder Druckanzeigern gekoppelt.
• Auch wenn die Regenerierung durch manuelle Ab- und Einschaltung des Kryokühlers und durch manuelle Steuerung der Reinigungs- und Grobbehandlungsventile gesteuert werden kann, wird in höher entwickelten Systemen eine getrennte Regenerierungssteuereinrichtung eingesetzt. Von der Steuereinrichtung ausgehende Leitungen sind mit jedem der Sensoren, dem Kryokühler-Motor und den zu betätigenden Ventilen verbunden.
• Eine Kryopumpe, die eine den Pumpvorgang steuernde Steuereinheit enthält, ist in der EP-A-250 613 offenbart. Druck- und Temperatursensoren sind vorhanden, wobei die Steuereinheit den Pumpvorgang auf der Grundlage der Sensorsignale überwacht und steuert, um die Regenerierungs- und Wiederinbetriebsetzungszeiten zu minimieren.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Kryopumpe bereitgestellt, die
• einen Tiefsttemperatur-Kühlapparat,
• eine durch den Kühlapparat gekühlte, gaskondensierende Kryoplatte,
• einen mit der Kryoplatte gekoppelten Temperatursensor und
• ein elektrisch betätigtes Ventil, das zur Durchleitung von Gasen von der Kryoplatte ausgelegt ist,
• einen programmierbaren elektronischen Prozessor aufweist, der so verschaltet ist, daß er auf den Sensor anspricht, und zur Steuerung des Öffnens und Schließens des mit der Kryopumpe gekoppelten Ventils und zur Ansteuerung des Kühlapparats gemäß einem in ihm gespeicherten programmierten Kryopump-Arbeitsablauf dient,
• dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare elektronische Prozessor integral an dem Tiefsttemperatur-Kühlapparat und an der Kryoplatte montiert ist, wobei die Kryopumpe eine integrale Anordnung bildet.
• Vorzugsweise ist der elektronische Prozessor in einem Gehäuse eines Moduls angebracht, das dazu ausgelegt ist, in abnehmbarer Weise mit der Kryopumpe gekoppelt zu werden. Ein Steuerverbinder des Moduls ist zur Kopplung der elektronischen Schaltung mit einem Kühlapparat-Motor, mit dem Temperatursensor in der Kryopumpe und mit dem Ventil ausgelegt. Ein Leistungsverbinder ist zur Verbindung der elektronischen Schaltung mit einer Spannungsversorgung ausgelegt. Das elektronische Modul kann Systemparameter wie etwa Temperatur, Druck, Regenerierungszeiten und dergleichen speichern. Vorzugsweise enthält es einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher, so daß die Parameter selbst bei einem Ausfall der Spannung oder einer Abnahme des Moduls von der Kryopumpe beibehalten werden. Das Modul kann so programmiert sein, daß es eine Regenerierungsabfolge steuert. Vorzugsweise ist ein Heizer integral an den Kryopumpanordnungen montiert, wobei ein Reinigungsventil an dem System angebracht ist. Das elektronische Modul steuert auch diese Einrichtungen.
• Vorzugsweise besitzt das elektronische Modul die Steuerverbinder und Leistungsverbinder an ihren entgegengesetzten Enden und ist so ausgelegt, daß es in ein an der Kryopumpe befestigtes Gehäuse gleiten kann. Das Modul wird positionsmäßig derart verriegelt, daß es nicht abgenommen werden kann, solange eine Spannungsleitung mit dem Verbinder gekoppelt ist. Eine Tastatur und eine Anzeige können schwenkbar an demjenigen Ende des feststehenden Gehäuses montiert sein, das dem Ende, in das das Modul eingeführt wird, und damit dem Spannungsverbinder gegenüberliegt. Vorzugsweise ist die Anzeige reversibel, um sowohl eine aufrechte als auch eine invertierte Orientierung der Kryopumpe zu ermöglichen.
• Der Prozessor kann so programmiert sein, daß er eine Anzahl von Verbesserungen des Systems bereitstellt. Beispielsweise kann das System nach einem Spannungsausfall eine Überprüfung dahingehend ausführen, daß ermittelt wird, ob die erfaßte Temperatur ausreichend niedrig ist, um eine erfolgreiche Wiederinbetriebsetzung der Kryopumpe zu ermöglichen, und den Kühlapparat-Motor starten, falls dies der Fall ist. Falls dies nicht der Fall ist, kann der Proszessor einen Regenerierungszyklus einleiten. Das System kann automatisch einen Nullabgleich eines Thermoelement-Druckmeßfühlers nach jeder Regenerierung durchführen. Die Regenerierung kann durch direkte Aufheizung der Anordnung durch die Heizer während des gesamten Grobpumpvorgangs verbessert werden. Um den Regenerierungsvorgang zu beschleunigen, kann die Rate des Druckabfalls überwacht werden und ein Abschnitt des Regenerierungsvorgangs, bei dem die Rate unter einen vorbestimmten Einstellpunkt absinkt, wiederholt werden, bevor der Druck einen ausreichend niedrigen Pegel erreicht. Warnhinweise können an einen Benutzer abgegeben werden, bevor dem Benutzer eine Beendigung eines Vorgangs wie etwa des Öffnens eines Ventils ermöglicht wird, und zwar bei einer Situation, bei dem eine Kontaminierung des Systems auftreten oder andere Probleme hervorgerufen werden könnten. Temperaturerfassungsdioden können mit hoher Genauigkeit durch individuelle Kalibrierung jeder Diode und durch Speicherung von Kalibrierungsdaten durch den Prozessor eingesetzt werden.
• Der Zugriff über die Tastatur kann so lange beschränkt werden, bis ein vorbestimmtes Paßwort eingegeben wurde. Beispielsweise kann die Benutzung der Tastatur und der Anzeige auf die Beobachtung von Systemparametern beschränkt werden und es kann die Steuerung des Systems ohne das Paßwort gesperrt werden. Innerhalb einer Programmroutine, die stets durch das Paßwort geschützt ist, kann ein Benutzer bestimmen, ob auch andere Funktionen zu schützen sind.
• Eine Paßwort-Vorrangigkeit kann durch eine verläßliche Quelle erhalten werden, die Zugriff zu einem vorrangigen Verschlüsselungsalgorithmus besitzt. Der Algorithmus basiert auf einem sich verändernden Parameter des Systems, der jedem Benutzer zur Verfügung steht. Der elektronische Prozessor enthält eine Einrichtung zum Bestimmen des geeigneten Vorrangs-Paßworts mittels desselben Verschlüsselungs-algorithmus. Der Parameter des Systems kann beispielsweise die Zeit des Betriebs des Systems sein. Als Ergebnis kann einem Betreiber die Übersteuerung des Paßworts bei ausgewählten Gelegenheiten ermöglicht werden, ohne daß dieser die Fähigkeit zur Übersteuerung in der Zukunft besitzt.
• Eine individuelle und lokale elektronische Steuerung jeder Kryopumpe besitzt viele Vorteile gegenüber einer streng zentralen Fernsteuerung. Auch wenn das vorliegende System den Vorteil des Offenseins für eine Steuerung und Überwachung seitens einer entfernten zentralen Station besitzt, ist die Steuerung jeder Pumpe nicht von dieser zentralen Station abhängig. Daher ist es mit Ausnahme eines Spannungsausfalls sehr viel weniger wahrscheinlich, daß alle Pumpen in einem System gleichzeitig inaktiv sind. Die lokale Speicherung von Daten wie etwa von Kalibrierungsdaten und von Datenhistorien wird in einfacher Weise in dem lokalen Speicher bewirkt, ohne daß irgend ein Zugriff zu der zentralen Station erforderlich ist. Daher muß beispielsweise bei einer Wartung einer Kryopumpe unter Ersetzung eines Moduls das Servicepersonal keinerlei neue Daten in den zentralen Computer eingeben, da alle notwendigen Informationen in der Pumpe selbst beibehalten und eingestellt sind. Ferner ist es beim Warten einer Pumpe sehr viel zweckmäßiger für das Bedienungspersonal, eine volle Steuerung der Pumpe zu verbinden, wenn er sich bei der Pumpe selbst befindet, anstatt eine zentrale Steuerung über einen entfernten Computer suchen zu müssen. Die lokale vollständige Steuerung der Kryopumpe erleichtert Verbesserungen der einzelnen Pumpen, da keinerlei Belastung des zentralen Computers vorhanden ist. Daher können als Ergebnis viele verfahrensmäßige Verbesserungen, die eine raschere, gründlichere Regenerierung bewirken, mit größerer Wahrscheinlichkeit realisiert werden. Das abnehmbare Modul erleichtert das Warten der Einheit in großem Ausmaß und der batterieunterstützte Speicher ermöglicht eine derartige Wartung ohne Datenverlust. Das Modul erleichtert weiterhin eine Aufstockung jeder einzelnen Pumpe.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierteren Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ersichtlich, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, in denen gleiche Bezugszeichen dieselben Teile in unterschiedlichen Ansichten bezeichnen. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, da das Gewicht mehr auf die Ver-anschaulichung der Prinzipien der Erfindung gerichtet ist.
• Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Kryopumpe.
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Kryopumpe gemäß Fig. 1, wobei das elektronische Modul und das Gehäuse entfernt sind.
• Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Kryopumpe gemäß Fig. 1.
• Fig. 4 ist eine Ansicht der Steuertafel der Kryopumpe gemäß den Figuren 1 und 3.
• Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines von der Kryopumpe gemäß den Figuren 1 und 3 abgenommenen elektronischen Moduls.
• Fig. 6 ist eine Endansicht des Moduls gemäß Fig. 5.
• Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems mit drei Kryopumpen gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der elektronischen Schaltung des Moduls gemäß Fig. 5.
• Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ansprechens des Systems auf Tastatur-Eingaben, wenn die Überwachungsfunktion aktiviert ist.
• Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ansprechens des Systems auf Tastatur-Eingaben, wenn die Steuerfunktion aktiviert ist.
• Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ansprechens des Systems, wenn die Relaisfunktion aktiviert ist.
• Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ansprechens des Systems, wenn die Wartungsfunktion aktiviert ist.
• Fig. 13A zeigt ein Ablaufdiagramm des Ansprechens des Systems, wenn die Regenerierungsfunktion aktiviert ist, während Fig. 13B ein als Beispiel dienendes Ablaufdiagramm zur erneuten Programmierung eines Abschnitts aus Fig. 13A zeigt.
• Fig. 14 zeigt ein Ablaufdiagramm des Regenerierungsvorgangs unter der Steuerung durch das elektronische Modul.
• Fig. 15 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Spannungsausfall-Erholungssequenz.
• Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Kryopumpe. Die Kryopumpe enthält das übliche Vakuumgefäß 20, das einen Flansch 22 zur Anbringung der Pumpe an einem zu evakuierenden System besitzt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält die Kryopumpe ein elektronisches Modul 24 in einem Gehäuse 26 an einem Ende des Gefäßes 20. Ein Steuerfeld beziehungsweise eine Steuertafel 28 ist schwenkbar an einem Ende des Gehäuses 26 angebracht. Wie durch die unterbrochenen Linien 30 gezeigt ist, kann das Steuerfeld um einen Stift 32 geschwenkt werden, um eine zweckmäßige Betrachtung zu ermöglichen. Die Feld- bzw. Tafelklammer 34 besitzt zusätzliche Löcher 36 an ihrem entgegengesetzten Ende, so daß das Steuerfeld umgedreht werden kann, wenn die Kryopumpe in einer Orientierungslage zu montieren ist, die gegenüber der in Fig. 1 gezeigten umgekehrt ist. Weiterhin ist ein elastomerer Fuß 38 an der flachen oberen Oberseite des Elektronik-Gehäuses 26 vorgesehen, um die Pumpe im umgekehrten Zustand zu stützen.
• Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein großer Teil der Kryopumpe in herkömmlicher Weise ausgeführt. In Fig. 2 ist das Gehäuse 26 entfernt, um einen Antriebsmotor 40 und eine Kreuzkopfanordnung 42 freizulegen. Der Kreuzkopf wandelt die Drehbewegung des Motors 40 in eine hin- und hergehende Bewegung um, um einen Verdränger innerhalb des zweistufigen kalten Fingers 44 anzutreiben. Bei jedem Zyklus wird Heliumgas, das unter Druck über eine Leitung 46 in den kalten Finger eingeleitet wird, expandiert und hierdurch gekühlt, um den kalten Finger bei Tiefsttemperaturen zu halten. Hierbei durch eine Wärmeaustauschmatrix in dem Verdränger aufgewärmtes Helium wird über eine Leitung 48 ausgestoßen.
• Eine Wärmestation 50 der ersten Stufe ist an der kalten Seite der ersten Stufe 52 des Kühlapparats angebracht. In ähnlicher Weise ist eine Wärmestation 54 an der kalten Seite der zweiten Stufe 56 montiert. Geeignete Temperatursensorelemente 58 und 60 sind an der Rückseite der Wärmestation 50 und 54 angebracht.
• Die primäre Pumpoberfläche ist eine Kryotafelanordnung 62, die an der Wärmesenke 54 befestigt ist. Diese Anordnung umfaßt eine Mehrzahl von Scheiben, wie dies in der US-PS 4 555 907 offenbart ist. Niedertemperatur-Adsorptionsmittel ist an geschützten Oberflächen der Anordnung 62 angebracht, um nicht kondensierbare Gase zu adsorbieren.
• Ein tassenförmiger Strahlungsschirm 64 ist an der Wärmestation 50 der ersten Stufe montiert. Die zweite Stufe des kalten Fingers erstreckt sich durch eine Öffnung in diesem Strahlungsschirm. Dieser Strahlungsschirm 64 umgibt die primäre Kryotafelanordnung an der Rückseite und den Seiten, um eine Erwärmung der primären Kryotafelanordnung durch Strahlung zu minimieren. Die Temperatur des Strahlungsschirms kann von nur 40 K bei der Wärmesenke 50 bis zu 130 K im Bereich der zu einer evakuierten Kammer führenden Öffnung 68 reichen.
• Eine vordere Kryotafelanordnung 70 dient sowohl als ein Strahlungsschirm für die primäre Kryotafelanordnung als auch als eine Kryopump-Oberfläche für Gase mit höherer Siedetemperatur wie etwa Wasserdampf. Diese Tafel umfaßt eine kreisförmige Anordnung aus konzentrischen Stützen und Zickzackleisten 72, die durch eine speichenförmige Platte 74 verbunden sind. Die Gestaltung dieser Kryoplatte 70 muß nicht auf kreisförmige, konzentrische Komponenten beschränkt sein, sollte aber so angeordnet sein, daß sie als ein Strahlungswärmeschirm und eine Kryopump-Tafel höherer Temperatur wirkt, wobei sie einen Pfad für Gase niedrigerer Siedetemperatur zu der primären Kryoplatte bereitstellt.
• Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, ist ein Druckentlastungsventil 76 über ein Kniestück 78 mit dem Vakuumgefäß 20 gekoppelt. Auf der anderen Seite des Motors und des Elektronik-Gehäuses 26 ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, ein elektrisch betätigtes Reinigungsventil 80 über ein vertikales Rohr 82 an dem Gehäuse 20 angebracht. Weiterhin ist mit dem Gehäuse 20 ein elektrisch betätigtes Grobbehandlungsventil 84 über das Rohr 82 gekoppelt. Das Ventil 84 ist mit dem Rohr 82 über ein Kniestück 85 gekoppelt. Schließlich ist ein Thermoelement-Vakuum-Druckmeßfühler 86 mit dem Inneren der Kammer 20 über das Rohr 82 gekoppelt.
• Weniger gebräuchlich bei der Kryopumpe ist eine in Fig. 2 gezeigte Heizeranordnung 69. Die Heizeranordnung enthält ein Rohr, das hermetisch elektrische Heizeinheiten abdichtet. Die Heizeinheiten erwärmen die erste Stufe über eine erste Heizer-Halterung 71 und die zweite Stufe über eine Heizer-Halterung 73.
• Aus Sicherheitsgründen besitzt der Heizer mehrere Ebenen von Verriegelungen und Steuermechanismen. Diese bestehen in folgendem: (1) Die elektrischen Drähte und Heizelemente sind hermetisch abgedichtet. Dies verhindert jegliche möglichen Funken in dem Vakuumgefäß aufgrund von gebrochenen Leitungen oder schlechten Verbindungen. (2) Die Heizelemente sind aus speziellem temperaturbegrenzendem Draht hergestellt. Dies beschränkt die maximale Temperatur, die die Heizer annehmen können, falls jegliche Steuerung zusammenbricht. (3) Die Heizer werden proportional durch Rückkopplung mittels der Temperaturerfassungsdioden gesteuert. Daher wird Wärme lediglich dann angefordert, wenn sie benötigt wird. (4) Bei Einsatz für die Temperatursteuerung der Anordnungen oder der Wärmestation wird der maximale Leistungspegel bei 25% gehalten. (5) Falls die Diode Signale außerhalb ihres normalen Bereichs abgibt, nimmt das System an, daß sie fehlerhaft ist, schaltet die Heizer ab und warnt den Benutzer. (6) Die Heizer werden durch zwei in Reihe geschaltete Relais ein- und ausgeschaltet. Ein Satz der Relais ist durch Festkörperelemente gebildet und der andere mechanisch. Die Festkörper-Relais werden zur Schaltung der Leistung bei der Temperatursteuerungsbetriebsart eingesetzt. Die mechanischen Relais sind Bestandteil der Sicherheitssteuerung und schalten sämtliche Leistung zu beiden Heizern ab, falls eine gemessene Temperatur oder eine Diode den Spezifikationsbereich verläßt. (7) Die Elektronikschaltungen besitzen einen in ihnen befindlichen Watchdog-Zeitgeber. Diese Einrichtung muß zehnmal je Sekunde zurückgesetzt werden. Falls somit das Software-Programm (das die Heizer-Steuersoftware enthält) keinen korrekten Zyklusneubeginn durchführt, wird der Zeitgeber nicht zurückgesetzt. Falls er nicht zurückgesetzt wird, schaltet er sämtliche Komponenten ab und bootet bzw. startet das System dann erneut.
• Wie nachstehend in größeren Einzelheiten erläutert wird, werden der Kühlapparat-Motor 40, die Kryotafel-Heizanordnung 69, das Reinigungsventil 80 und auch das Grobbehandlungsventil 84 durch das elektronische Modul gesteuert. Das Modul überwacht weiterhin die durch die Temperatursensoren 58 und 60 erfaßte Temperatur und den durch den Thermoelement-Druckmeßfühler 86 erfaßten Druck.
• Das Steuerfeld 28 besitzt eine gelenkig angebrachte Abdeckplatte 88, die in geöffnetem Zustand eine Tastatur und eine Anzeige freilegt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Das Steuerfeld bildet die Einrichtung zum Programmieren, Steuern und Überwachen sämtlicher Kryopumpenfunktionen. Es enthält eine alphanumerische Anzeige 90, die bis zu sechzehn Zeichen anzeigt. Auf längere Mitteilungen kann durch die Anzeigetasten 91 und 94 für horizontale Bildverschiebung zugegriffen werden. Zusätzliche Mitteilungszeilen und Menueobjekte können durch die Anzeigetasten 96 und 98 für vertikale Bildverschiebung angezeigt werden. Numerische Daten können über Tasten 100 in das System eingegeben werden. Die "ENTER"- und "CLEAR"-Tasten 102 und 104 werden zum Eingeben und Löschen von Daten während des Programmierens benutzt. Eine "MONITOR"-Funktionstaste ermöglicht die Anzeige von Sensordaten und des Ein/Aus-Zustands der Pumpe und der Relais. Eine "CONTROL"-Funktionstaste Erlaubt dem Benutzer die Steuerung verschiedener Ein- und Aus- Funktionen. Die "RELAYS"-Funktionstaste ermöglicht dem Benutzer die Programmierung des Öffnens und Schließens von Relais mit zwei Einstellpunkten. Die Funktionstaste "REGEN" aktiviert einen vollständigen Kryopumpen-Regenerierungszyklus, erlaubt Änderungen des Regenerierungsprogramms und legt Parameter für die Erholung nach einem Spannungsausfall fest. Die Funktionstaste "SERVICE" bewirkt die Anzeige von Wartungsdaten und erlaubt das Festlegen eines Paßworts und einer Paßwort-Auskopplung anderer Funktionen. Die Funktionstaste "HELP" stellt zusätzliche Informationen bereit, wenn sie in Verbindung mit den fünf anderen Tasten benutzt wird. Eine weitergehende Erläuterung des Betriebs des Systems als Reaktion auf die Funktionstasten wird nachstehend gegeben.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind alle elektronischen Steuerkomponenten, die zum Reagieren auf die unterschiedlichen Sensoren und zur Steuerung des Kühlapparats, der Heizer und Ventile erforderlich sind, in einem Modul 106 untergebracht, das in Fig. 5 gezeigt ist. Ein Steuerverbinder 108 ist an einem Ende des Modulgehäuses positioniert. Er wird durch ein Paar von Stiften 110 in Verbindung mit einem komplementären Verbinder innerhalb des permanent montierten Gehäuses 26 geführt. Jeglicher elektrischer Zugriff zu den feststehenden Elementen der Kryopumpe erfolgt über diesen Verbinder 108. Das Modul 106 wird in das Gehäuse 26 über eine endseitige Öffnung bei 112 eingeführt, wobei die Stifte 110 sich vorne befinden. Das entgegengesetzte, externe Verbindungsende 114 des Moduls bleibt frei. Dieses Ende ist in Fig. 6 dargestellt.
• Sobald das Modul innerhalb des Gehäuses 26 durch Schrauben 116 und 118 befestigt ist, können Spannungsleitungen mit dem Eingangsverbinder 120 und einem Ausgangsverbinder 122 gekoppelt werden. Der Ausgangsverbinder ermöglicht die Verbindung einer Anzahl von Kryopumpen nach Art einer Gänseblümchenkette, wie nachfolgend erläutert wird. Aufgrund der langgestreckten Gestaltung der Köpfe der Schrauben 116 und 118 können diese Schrauben erst dann entfernt werden, wenn die Spannungsleitungen abgenommen wurden.
• Weiterhin ist in dem Ende des Moduls ein Verbinder 124 zum Steuern externer Einrichtungen über Relais in dem Modul sowie ein Verbinder 126 zum Aufnehmen von Eingangssignalen eines Thermoelement-Hilfs-Drucksensors enthalten. Ein Verbinder 128 ermöglicht die Kopplung eines Fernsteuerungsfelds mit dem System. Verbinder 130 und 132 bilden herführende und abgehende Kommunikationsanschlüsse für die Ankopplung der Pumpe in ein Netzwerk. Ein RS232-Anschluß 133 ermöglicht einen direkt oder über ein Modem erfolgenden Zugriff und Steuerung durch ein entferntes Computer-Terminal.
• Ein typisches, mit der Kryopumpe gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitendes Netzwerk ist in Fig. 7 dargestellt. Eine erste Pumpe 134 ist über ihren Spannungseingangsverbinder 20 mit einem System-Kompressor 136 gekoppelt. Die Gas-Einlaß- und Auslaßanschlüsse 46 und 48 sind ebenfalls mit den Kompressor-Gasleitungen gekoppelt. Über die Auslaßverbinder 22 kann die Kryopumpe 134 zur Leistungsversorgung zusätzlicher Pumpen 138 und 140 gekoppelt werden. Die Kryopumpe kann durch die Netzwerkverbinder 130, 132 in ein Gänseblümchenketten- Kommunikationsnetzwerk eingekoppelt werden. Jede einzelne Kryopumpe oder das in Fig. 7 dargestellte Netzwerk aus Kryopumpen kann über den RS232-Anschluß mit einem Computerterminal 148 gekoppelt werden. Weiterhin kann jede Kryopumpe oder das Netzwerk mit einem Modem 150 und/oder 151 für die Kommunikation mit einem entfernten Computerterminal gekoppelt werden. Wie durch die Kryopumpe 138 veranschaulicht ist, kann jede zusätzlich mit einem externen Sensor 142 oder mit anderen externen, durch Relais in dem Modul gesteuerte Einrichtungen 144 gekoppelt werden. Ein Fernsteuerungsfeld 146, das identisch mit dem in Fig. 4 dargestellten ist, kann zur Steuerung der Kryopumpe eingesetzt werden. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Steuerung entweder lokal über das Steuerungsfeld 28 oder ferngesteuert über das Steuerungsfeld 146 erfolgen.
• Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung der elektronischen Ausstattung des Moduls 24. Es enthält einen Mikroprozessor 152, der ein Programm abarbeitet, das als Firmware in einem Festwertspeicher 154 gespeichert ist. Zusätzlich ist ein batterieunterstützter Direktzugriffsspeicher 156 zur Speicherung beliebiger Betriebsdaten vorgesehen. Aufgrund der Batterieunterstützung ist der Speicher nichtflüchtig, wenn die Spannungsversorgung des Systems beendet wird. Aufgrund dieses Merkmals können nicht nur die in dem Direktzugriffsspeicher gespeicherten Daten einen Spannungsausfall überleben, sondern es kann auch das Modul ohne Datenverlust abgenommen werden. Somit kann das Modul für Wartungszwecke für fortgesetzten Betrieb der Kryopumpe ersetzt werden, wobei aber die in dem Speicher gespeicherten Daten später über den RS232-Anschluß abgegriffen werden können, um eine weitere Analyse des vorhergehenden Betriebs der Kryopumpe zu ermöglichen. Das Modul enthält weiterhin eine Elektronik 160, die mit den externen Verbindern verknüpft ist. Die Verbinderelektronik 158 enthält Sensorschaltungen und Treiber für den Motor, den Heizer und die Ventile. Weiterhin enthält die Elektronik ein elektronisches Potentiometer 161, über das der Thermoelement-Druckmeßfühler auf Null abgeglichen werden kann, wenn die Kryopumpe vollständig evakuiert ist. Der Thermoelement-Druckmeßfühler ist ein Meßfühler für relativ hohen Druck, der eine Ablesung von Null bringen sollte, wenn der Druck bei 10&supmin;&sup4; Torr bei einer Temperatur der zweiten Stufe von 20 K oder weniger liegt. Weiterhin sind in dem elektronischen Modul Relais 162 zum Steuern sowohl lokaler als auch entfernter Einrichtungen und ein Spannungssensor 159 enthalten.
• Die Arbeitsweise des Systems als Reaktion auf das Steuerfeld ist durch die Ablaufdiagramme gemäß den Figuren 9 bis 14 veranschaulicht. Wenn zuerst die Taste "MONITOR" bei 170 gedrückt wird, zeigt die alphanumerische Anzeige 90 den Ein/Aus-Zustand der Kryopumpe und die Temperatur der zweiten Stufe bei 172 an. Bei jeder Stufe des Monitors oder jeder anderen Funktion kann der Knopf "HELP" gedrückt werden, um eine Hilfe-Nachricht anzuzeigen. Bei der Monitorfunktion zeigt die Nachricht 174 lediglich an, daß die Knöpfe beziehungsweise Tasten "NEXT" and "LAST" gedrückt werden sollten, um das Monitor-Menu weiterrollen zu lassen. Falls die Taste "NEXT" gedrückt wird, werden eine Anzeige der Temperatur der ersten Stufe, der Temperatur der zweiten Stufe und der Druckablesung vom Thermoelement-Hilfs-Druckmeßfühler bei 175 angezeigt. Wenn der Knopf "NEXT" wiederholt gedrückt wird, wird die Temperatur der ersten Stufe bei 176 angezeigt, wonach bei 178 die Temperatur der zweiten Stufe, bei 180 der Hilfs-Thermoelement-Druck und bei 182 die Druckablesung vom Kryopumpen- Thermoelement-Druckmeßfühler 86 folgt. Der Ein/Aus-Zustand jedes von zwei Relais, die externe Funktionen über den Verbinder 126 steuern, kann ebenfalls bei 184 und 186 zusammen mit dem manuellen oder automatischen Steuerbetriebszustand jedes Relais angezeigt werden.
• Fig. 10 veranschaulicht die Betriebsweise des Systems nach dem Drücken der Funktionstaste "CONTROL" bei 188. Der Ein/Aus-Zustand und die Temperatur der zweiten Stufe wird bei 190 angezeigt. Wie durch die Hilfe-Nachricht angezeigt ist, kann die Pumpe durch Drücken von 1 eingeschaltet oder durch Drücken von 0 ausgeschaltet werden oder es kann das Menu durch Drücken der Knöpfe "NEXT" und "LAST" weitergerollt werden.
• Wenn die Kryopumpe bei 194 abgeschaltet ist, kann sie durch Drücken des Knopfes 1 eingeschaltet werden. Der Mikroprozessor überprüft dann den Zustand der Spannungsversorgung des Kryokühler-Motors. Die Kryopumpe erhält separate Leistungseingänge vom Kompressor für den Kühlermotor, den Heizer und die Elektronikschaltungen. Falls eine Zweiphasen-Spannung verfügbar ist, wird die Kryopumpe eingeschaltet; falls nicht, wird die Verfügbarkeit einer Einphasen-Spannung bei 198 überprüft. In jedem Fall wird eine Anzeige 200 oder 202 betreffend fehlende Kryoleistung bereitgestellt und Bedienungsüberprüfungen werden durch Nachrichten bei 204 und 206 angezeigt.
• Bei der Bildinhaltsverschiebung von der Anzeige 190 "Kryo Ein" oder der Anzeige 194 "Kryo Aus" bei der Steuerfunktion erhält man die Hilfs-Thermoelement-Statusanzeigen. Falls der Meßfühler eingeschaltet ist, wird der Druck angezeigt. Auch hier zeigt die Hilfenachricht 212 an, wie das Hilfs-Thermoelement eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann oder wie die Monitorfunktionsanzeigen hinsichtlich ihres Bildschirminhalts verschoben werden können.
• Falls die Steuerfunktion erneut hinsichtlich des Bildschirminhalts verschoben wird, wird der Status des Kryopumpen-Thermoelement-Meßfühlers bei 214 oder 216 angezeigt. Falls der Thermoelement-Meßfühler bei 216 ausgeschaltet ist und der Knopf 1 gedrückt wird, führt der Mikroprozessor eine Sicherheitsüberprüfung vor Ausführung des Befehls durch. Der Thermoelement-Meßfühler kann lediglich dann eingeschaltet werden, wenn die Temperatur der zweiten Stufe unterhalb 20 K liegt oder wenn die Kryopumpe gereinigt wurde, wie dies bei 218 und 220 angezeigt ist. Falls die Temperatur unterhalb 20 K liegt, befindet sich in der Pumpe Gas, das für eine Zündung nicht ausreichend ist. Falls die Kryopumpe gerade gereinigt wurde, ist lediglich inertes Material vorhanden. Falls keine dieser Bedingungen vorliegt, kann ein potentiell gefährlicher Zustand vorhanden sein und die Einschaltung des Meßfühlers wird bei 222 verhindert.
• Bei Fortführung der Verschiebung des Bildschirminhalts durch die Steuerfunktion hindurch erhält man den Offen/Geschlossen- Zustand des Grobbehandlungsventils bei 224 oder 226. Falls das Grobbehandlungsventil bei 224 geschlossen ist, kann es durch Drücken der Taste 1 geöffnet werden. Jedoch wird das Ventil nicht sofort geöffnet, falls bei 226 angezeigt wird, daß die Kryopumpe eingeschaltet ist. Ein Öffnen des Grobbehandlungsventils könnte zu einer Rückströmung von Öl von der Grobbehandlungspumpe in die Kryopumpe und zu einer Verunreinigung des Adsorptionsmittels führen. Falls die Kryopumpe eingeschaltet ist, wird bei 228 eine Warnung angezeigt und die Hilfenachricht zeigt an, daß ein Öffnen des Ventils während der Einschaltung der Kryopumpe eine Verunreinigung der Kryopumpe hervorrufen kann. Das System ermöglicht eine Öffnung des Ventils lediglich dann, wenn der Benutzer eine zusätzliche Taste 2 drückt.
• Der nächste Punkt im Steuerfunktionsmenu ist der Zustand des Reinigungsventils bei 232 und 234. Wenn der Benutzer versucht, das Reinigungsventil durch Drücken des Knopfes 1 zu Öffnen, überprüft das System auch hier bei 236, ob die Kryopumpe eingeschaltet ist. Falls dies der Fall ist, kann ein Öffnen des Reinigungsventils zu einer Überschwemmung der Pumpe mit Reinigungsgas führen und es wird eine zusätzliche Warnung bei 238 angezeigt. Die Hilfemitteilung zeigt an, daß ein Öffnen des Ventils die Kryopumpe verunreinigen kann, erlaubt dem Benutzer aber die Öffnung des Ventils durch Drücken des Knopfes 2.
• Bei dem nächsten Punkt auf dem Menu wird der Ein/Aus-Zustand des Relais 1 und der Betriebszustand manuell/automatisch des Relais bei 242, 244 und 246 angezeigt. Das Relais kann zwischen den Ein- und Aus-Positionen in der manuellen Betriebsart durch Drücken der Knöpfe 0 und 1 umgeschaltet und durch Drücken der Knöpfe 7 und 9 zwischen manueller und automatischer Betriebsart gewechselt werden, wie dies durch die Menumitteilungen 248 und 250 angezeigt ist. In gleicher Weise wird der Status des Relais 2 im nächsten Schritt des Menus bei 252, 254 und 256 angezeigt.
• Fig. 11 veranschaulicht die Arbeitsweise des Systems nach dem Drücken des Funktionsknopfs "RELAYS" bei 258. Diese Funktion ermöglicht die Programmierung von Relais-Einstellpunkten. Zunächst kann das Relais 1 oder das Relais 2 bei 260 gewählt werden. Danach wird der Zustand des ausgewählten Relais bei 262 angezeigt. Wie durch die Hilfenachricht 264 angezeigt wird, können die Relais durch Rollen bis zu einem gewünschten Punkt und durch Drücken des Eingabeknopfes umprogrammiert werden. Bei dem Durchlaufen durch das Menu wird das gegenwärtige Programm für die automatische Betriebsweise bei 266 angezeigt. Im einzelnen zeigt es die oberen und unteren Grenzen der Temperatur der ersten Stufe für die Auslösung des Relais an. Um die Einstellungen umzuprogrammieren, läuft man durch das Menu bis zu dem Punkt, der zu programmieren ist, und drückt den Eingabeknopf. Die Menupunkte, durch die ein Relais gesteuert werden kann und die programmierbar sind, sind die Temperatur der ersten Stufe bei 268, der zweiten Stufe bei 270 (Blatt 3), der Kryo-Thermoelement-Druckmeßfühler bei 272, der Hilfs-Thermoelement-Druckmeßfühler bei 274, die Kryopumpe bei 276 und der Regenerierungszyklus bei 278. Eine Zeitverzögerung gegenüber jedem der vorstehend angegebenen Punkte kann bei 280 programmiert werden. Wenn die Kryopumpen- und Regenerierungsfunktionen bei 276 und 278 eingegeben werden, wird ein Relais betätigt, wenn die Kryopumpe eingeschaltet wird beziehungsweise wenn der Regenerierungszyklus begonnen wird. Die ersten vier Punkte beziehungsweise Parameter basieren auf oberen und unteren Grenzen. Eine Umprogrammierung der Grenzen wird nachstehend lediglich bezüglich der Temperatur der ersten Stufe diskutiert.
• Wenn der Bildschirm die Temperatur der ersten Stufe bei der Funktion "RELAYS" anzeigt und der Benutzer den Eingabeknopf drückt, werden die unteren und oberen Grenzen bei 282 angezeigt. Wie durch die Hilfenachricht 284 angezeigt wird, können Ziffern über das Steuerfeld eingegeben werden, um einen Bereich innerhalb des möglichen Bereichs von 30 K bis 300 K anzuzeigen. Bei 282 kann die untere Grenze eingegeben werden. Falls bei 286 ein Wert außerhalb des akzeptierbaren Bereichs eingegeben wird, wird die Eingabe bei 288 in Frage gestellt und die Hilfenachricht zeigt bei 290 an, daß die Zahl außerhalb der Grenzen liegt. Der Benutzer muß diese löschen und einen erneuten Versuch unternehmen. Falls die Eingabe korrekt innerhalb des Bereichs bei 292 liegt, ist die Eingabe erfolgreich, wenn der Benutzer den Eingabeknopf bei 294 drückt, und die Anzeige zeigt an, daß die obere Grenze bei 296 programmiert werden kann. Die Hilfenachricht 298 zeigt an, daß der Bereich zwischen der durch den Benutzer festgelegten unteren Grenze und 300 K liegen muß. Wenn eine unkorrekte Eingabe bei 300 durchgeführt wird, stellt auch hier die Anzeige die obere Grenze bei 302 in Frage und eine Hilfenachricht bei 304 zeigt an, daß die Zahl außerhalb der Grenzen liegt. Die Zahl muß gelöscht und ein neuer Versuch durchgeführt werden. Falls der Wert innerhalb des korrekten Bereichs bei 306 liegt, werden die neu programmierten unteren und oberen Grenzen bei 308 angezeigt.
• Wie bereits festgestellt wurde, können die Relais auf einen Betrieb zwischen unteren und oberen Grenzen für die Temperatur der zweiten Stufe, den Kryo-Thermoelement-Druckmeßfühler und den Hilfs-Thermoelement-Druckmeßfühler in der vorstehend bezüglich der Temperatur der ersten Stufe beschriebenen Weise festgelegt werden. Die unteren und oberen Grenzen sind 10 K und 310 K für den Temperaturmeßfühler der zweiten Stufe und ein Mikron und 999 Mikron für jeden der Thermoelement-Druckmeßfühler. Wie durch die Hilfenachricht 314 angezeigt wird, muß die Zeitverzögerung zwischen 0 und 99 Sekunden betragen.
• Die Arbeitsweise des Systems nach dem Drücken des Knopfes "SERVICE" bei 318 ist in Fig. 12 dargestellt. Die Seriennummer der Kryopumpe wird bei 320 angezeigt. Beim Durchlaufen durch das Menu erhält man auch bei 322 die Anzahl von Stunden, während der die Pumpe betrieben wurde, und bei 324 die Anzahl von Stunden, während der die Pumpe seit der letzten Regenerierung betrieben wurde.
• Um durch den verbleibenden Teil des Wartungsmenus fortschreiten zu können, muß man ein Paßwort haben. Folglich fordert das System bei 326 das Paßwort an. Falls das korrekte Paßwort bei 328 eingegeben wird, wird das Paßwort bei 330 angezeigt und der Benutzer kann weitermachen. An diesem Punkt kann der Benutzer bei 332 ein neues Paßwort eingeben, um das alte zu ersetzen. Falls der Wert innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, kann er bei 334 eingegeben und angezeigt werden. Andernfalls stellt das System das Paßwort bei 336 in Frage und das Paßwort muß gelöscht werden.
• Ausgehend von der Eingabe des korrekten Paßworts bei 330 kann der Benutzer zu der Statusanzeige der Verriegelungsbetriebsart bei 338 fortschreiten. Die Verriegelungsbetriebsart sperrt die Funktionen "REGEN", "RELAYS" und "CONTROL" das Steuerfelds und unterwirft damit das gesamte System dem Paßwort mit Ausnahme der Funktionen "MONITOR" und "HELP" und der beschränkten Wartungsinformation, die vor der Paßwortanforderung dargestellt wurde. Wenn die Verriegelungsbetriebsart aktiv ist, muß ein Benutzer Zugriff zu dem korrekten Paßwort haben, um die vollständige Wartungsfunktion einzugeben beziehungsweise in diese einzutreten und die Verriegelungsbetriebsart abzuschalten, bevor die Funktionen "CONTROL", "REGEN" oder "RELAYS" benutzt werden können. Somit gibt es zwei Ebenen des Schutzes: die Wartungsfunktion, durch die die Verriegelungsbetriebsart gesteuert wird, kann lediglich unter Benutzung des Paßworts eingegeben beziehungsweise eröffnet werden; die Regenerierungssteuerung und Relaisfunktionen können lediglich aufgerufen werden, wenn die Verriegelungsbetriebsart durch einen Benutzer mittels des Paßworts abgeschaltet wurde. Somit kann der das Paßwort besitzende Benutzer allgemein die anderen Funktionen für Benutzer zur Verfügung stellen oder sperren.
• Drei zusätzliche Funktionen, die innerhalb dieser ersten Ebene des Paßwortschutzes enthalten sind, sind die Nullstellung der Hilfs- und Kryopumpen-Thermoelement-Druckmeßfühler bei 340 und 342 und die Steuerung des Heizers der ersten Stufe während des Betriebs der Kryopumpe bei 344. Bei dem Steuerknoten beziehungsweise der Steuerbetriebsart der Temperatur der ersten Stufe bei 344 verhindert der Heizer einen Abfall der Temperatur der ersten Stufe unter 65 K. Es wurde gefunden, daß Argon während des Herabpumpens bei der ersten Stufe kondensieren kann, wenn zugelassen wird, daß die erste Stufe kühler als 65 K wird. Um jedoch volles Vakuum zu erreichen, muß das Argon aus der ersten Stufe freigegeben und durch die kältere zweite Stufe gepumpt werden. Somit verzögert die Kondensation bei der ersten Stufe das Herabpumpen. Durch Aufrechterhaltung der Temperatur der ersten Stufe oberhalb 65 K wird ein derartiges "Argon-Aufhängen" vermieden.
• Die Thermoelement-Meßfühler sind Meßfühler für relativ hohen Druck, die 0 anzeigen sollten, wenn das Vakuum kleiner als 10&supmin;&sup4; ist. Ein solches Vakuum wird sichergestellt, wenn die zweite Stufe sich bei einer Temperatur befindet, die kleiner ist als 20 K. Folglich kann ein Meßfühler bei einem Zustand, bei dem er eine Ablesung von 0 geben sollte, auf 0 gesetzt werden, indem der Eingabeknopf bei 340 oder 342 gedrückt wird. Bei dem vorliegenden System sind diese Schritte jedoch im allgemeinen für den Kryopumpen-Thermoelement-Druckmeßfühler nicht notwendig, da der Mikroprozessor so programmiert ist, daß er den Thermoelement-Meßfühler nach jeder Regenerierung auf 0 stellt. Nach der Regenerierung ist der niedrigstmögliche Druck des Systems sichergestellt, so daß dieses die beste Zeit ist, den Meßfühler auf 0 zu stellen.
• Die Funktion "REGEN" ermöglicht sowohl das Starten und Anhalten des Regenerierungszyklus als auch das Programmieren des Zyklus, der zu befolgen ist, wenn die Regenerierung eingeleitet wird. Die Arbeitsweise des Systems nach dem Drücken der Funktionstaste "REGEN" bei 346 ist in Fig. 13A dargestellt. Falls das System nicht regeneriert wird, wird eine Nachricht bei 348 abgegeben. Hiervon ausgehend zeigt die Hilfenachricht 350 an, daß die Regenerierung durch Drücken von 1 gestartet werden kann. Wenn die 1 gedrückt wird, fragt das System bei 352 nach einer Bestätigung, um sicherzustellen, daß der Knopf nicht irrtümlich gedrückt wurde. Die Bestätigung erfolgt durch Drücken des Knopfes 2, wobei zu diesem Zeitpunkt die Regenerierung bei 354 beginnt. Die Regenerierung folgt dem zuvor programmierten Regenerierungszyklus. Wie durch die Hilfenachricht 356 angezeigt wird, kann die Regenerierung durch Drücken der Nulltaste mit einer durch Drücken der Taste 2 erfolgenden Bestätigung bei 358 angehalten werden.
• Die Programmierung des Regenerierungszyklus kann durch Scrollen beziehungsweise Rollen ausgehend von 348 oder 354 durchgeführt werden, wie es durch die Hilfenachrichten 350 und 356 angezeigt wird. Bei 360 kann eine Startverzögerung in das System einprogrammiert werden. Wenn die Kryopumpe in dieser Weise programmiert wird, setzt sie ihren Betrieb für die programmierte Zeit nach der Einleitung einer Regenerierung bei 348 und 352 fort. Eine Verzögerung von zwischen 0 und 99,9 Stunden kann programmiert werden. Bei 362 kann eine Wiederstartverzögerung von bis zu 99,9 Stunden in das System einprogrammiert werden. Somit würde die Regenerierung zu der durch die Startverzögerung bei 360 angezeigten Zeit durchgeführt werden, jedoch würde die Kryopumpe während der Wiederstartverzögerung nach der Beendigung der Regenerierungsfolge nicht herabgekühlt werden. Dies ermöglicht beispielweise das Einleiten eines Wochenend-Regenerierungszyklus, dem sich eine Verzögerung bis zum erneuten Start an einem Montagmorgen anschließt.
• Bei 364 kann eine verlängerte Reinigungszeit programmiert werden. Bei 366 wird die Häufigkeit, mit der die Pumpe erneut gereinigt werden kann, falls sie nicht korrekt grobgereinigt wird, programmiert. Die Regenerierung wird verlassen, nachdem diese Grenze erreicht ist. Bei 368 wird der Basisdruck, auf den die Pumpe vor Beginn eines Anstiegsratentests evakuiert wird, festgelegt. Bei 370 wird die Anstiegsrate, die erzielt werden muß, um den Anstiegsratentest zu bestehen, festgelegt. Bei 372 wird die Häufigkeit, mit der der Anstiegsratentest vor Verlassen einer Regenerierung durchgeführt wird, festgelegt. Der Einsatz der vorstehend eingegebenen Parameter bei einem Regenerierungsvorgang wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 14 in größeren Einzelheiten beschrieben.
• In dem Fall eines Spannungsausfalls kann das System durch Eingabe einer 1 bei 374 so festgelegt werden, daß es einer Spannungsausfallssequenz folgt. Einzelheiten dieser Abfolge werden nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 15 dargelegt.
• In Fig. 13B ist ein Beispiel des Vorgangs des Programmierens eines Werts bei der Regenerierungsbetriebsart gezeigt. Dieses Beispiel veranschaulicht das Programmieren des Basisdrucks bei 368 gemäß Fig. 13A. Wenn der Eingabeknopf gedrückt wird, wird der Basisdruck in der Anzeige bei 378 unterstrichen und kann durch Eingeben eines Werts innerhalb eines durch die Hilfenachricht 379 spezifizierten Bereichs festgelegt werden. Falls bei 380 die Anzahl korrekt innerhalb dieses Bereichs eingegeben und der Eingabeknopf gedrückt wird, wird der neue Basisdruck bei 382 in das System einprogrammiert. Falls bei 384 ein nicht korrekter Wert eingegeben wird, stellt das System den neuen Wert bei 386 in Frage.
• In Fig. 14 ist ein typischer Regenerierungszyklus dargestellt. Wenn der Regenerierungszyklus bei 354 gemäß Fig. 13A eingeleitet wird, leuchtet das Regenerierungsfunktions-Licht blinkend so lange auf, bis der Regenerierungszyklus beendet ist, wie dies bei 388 angezeigt ist. Das System betrachtet dann bei 392 die benutzerseitig programmierten Werte 390, um zu bestimmen, ob eine Verzögerung bezüglich des Starts der Regenerierung vorliegt. Falls eine Verzögerung vorhanden ist, wartet das System bei 394 und zeigt die vor dem Start verbleibende Zeitdauer an, wie dies bei 396 angegeben ist. Nach der programmierten Verzögerung wird die Kryopumpe bei 398 abgeschaltet und bei 400 der Ausschaltzustand auf der Anzeige angezeigt.
• Nach einem Warteintervall von 15 Sekunden bei 402, das zur Ermöglichung der Aktivierung irgendwelcher externer Einrichtungen durch die Einstellpunkt-Relais R1 und R2 dient, wird das Reinigungsventil 80 bei 404 geöffnet. Während des gesamten Aufwärmvorgangs zeigt die Anzeige bei 406 die gegenwärtige Temperatur der zweiten Stufe und die zu erreichende Temperatur von 310 K an. Ein Reinigungstest wird bei 408 durchgeführt. In dem Reinigungstest wird die Temperatur der zweiten Stufe gemessen und es wird erwartet, daß sie während eines Intervalls von 30 Sekunden sich um 20 K erhöht. Falls das System den Reinigungstest besteht, werden die Heizer bei 410 eingeschaltet, um die Temperatur auf 310 K anzuheben, die dies bei 412 gezeigt ist. Falls das System den Reinigungstest nicht besteht, werden die Heizer solange nicht eingeschaltet, bis die Temperatur der zweiten Stufe 150 K erreicht, wie dies bei 414 angezeigt ist. Falls ein System es nicht schafft, diese Temperatur in 250 Minuten zu erreichen, wie dies bei 416 angegeben ist, wird die Regenerierung verlassen, wie dies auf der Anzeige bei 418 angezeigt wird.
• Nachdem die Heizer eingeschaltet sind, muß das System innerhalb 30 Minuten 310 K erreichen, wie dies bei 420 angegeben ist, oder es wird die Regenerierung beendet, wie dies bei 422 angegeben ist. Nachdem das System 310 K erreicht hat, wird die Reinigung bei 414 um die Zeitspanne verlängert, die zuvor in das System bei 416 einprogrammiert wurde. Nach der verlängerten Reinigung wird das Reinigungsventil 80 bei 418 geschlossen und das Grobbehandlungsventil 84 bei 420 geöffnet. Während dieser Zeit zieht die Grobbehandlungspumpe die Kryopumpenkammer auf ein Vakuum, bei dem der Tiefsttemperatur- Kühlapparat ausreichend isoliert ist, um einen Betrieb bei Tiefttemperaturen zu ermöglichen.
• Ein neuartiges Merkmal des vorliegenden Systems besteht darin, daß die Heizer während des gesamten Grobpumpvorgangs eingeschaltet bleiben, um die Kryopumpanordnungen direkt zu heizen. Diese fortgesetzte Aufheizung der Anordnungen erfordert eine etwas stärkere Kühlung durch den Tiefsttemperatur- Kühlapparat, wenn er eingeschaltet wird, führt jedoch zu einer Verdampfung von Gas aus dem System und bewirkt damit einen effizienteren Grobpumpvorgang.
• Das System wartet bei 422 während des Fortschreitens des Grobpumpens, bis der in das System bei 424 programmierte Basisdruck erreicht ist. Während dieses Warteintervalls wird die Rate des Druckabfalls bei 426 in einem Grobbeendigungstest überwacht. Solange der Druck mit einer Rate von mindestens 2% je Minute abnimmt, wird die Grobbehandlung fortgesetzt. Falls aber der Druckabfall sich auf eine niedrigere Rate verlangsamt, wird hieraus erkannt, daß der Druck ein Plateau erreicht, bevor er den Basisdruck annimmt, und das System wird erneut gereinigt. Bislang wurde die erneute Reinigung lediglich dann eingeleitet, wenn das System einen Basisdruck nicht innerhalb einer gewissen vorbestimmten Zeitspanne erreichte. Durch Überwachung der Rate des Druckabfalls kann die Entscheidung zu einem früheren Zeitpunkt getroffen werden, um den Regenerierungszyklus zu verkürzen. Wenn das System den Grobbeendigungstest bei 426 nicht besteht, beurteilt der Prozessor bei 428, ob das System bereits die zuvor bei 430 einprogrammierte Anzahl von Wiederreinigungszyklen durchlaufen hat. Falls dies nicht der Fall ist, wird das Reinigungsventil bei 432 geöffnet und das System läuft erneut durch die verlängerte Reinigung bei 414. Falls die zuvor programmierte Grenze von Wiederreinigungszyklen erreicht wurde, wird die Regenerierung abgebrochen, wie dies bei 434 angezeigt ist. Falls die gesamte Grobbehandlungszeit 60 Minuten überschritten hat, wie dies bei 436 angezeigt ist, wird die Regenerierung gleichfalls abgebrochen.
• Sobald der Basisdruck bei der Grobbehandlung erreicht wird, wird das zu der Grobbehandlungspumpe führende Grobbehandlungsventil 84 bei 426 geschlossen. Ein Anstiegsratentest wird dann bei 438 durchgeführt. Bei dem Anstiegsratentest wartet das System 15 Sekunden und mißt den Thermoelement- Druck und wartet dann 30 Sekunden und mißt erneut den Thermoelement-Druck. Die Druckdifferenz muß bei 440 kleiner sein als diejenige, die für den Anstiegsratentest programmiert wurde, oder es ist der Test nicht bestanden. Bei einem Fehler bestimmt das System bei 442, ob die zuvor programmierte Anzahl von ROR-Zyklen bei 444 erreicht wurde. Falls dies der Fall ist, wird die Regenerierung abgebrochen. Falls nicht, wird das Grobbehandlungsventil bei 420 erneut geöffnet, um eine weitere Grobpumpung durchzuführen.
• Sobald ein System den ROR-Test bestanden hat, wartet es bei 446 für ein Zeitintervall, das zuvor für die Verzögerung des erneuten Beginns bei 448 programmiert wurde. Falls ein Wiederbeginn zu verzögern ist, werden die Heizer bei 450 abgeschaltet und das Reinigungsventil wird geöffnet, so daß die geschwemmte Kryopumpe mit inertem Stickstoff rückgefüllt wird. Das System wartet dann für die programmierte Verzögerungsdauer des Wiederbeginns, bevor das Grobbehandlungsventil bei 24 erneut geöffnet und die Grobbehandlungsfolge wiederholt wird. Somit wird eine Regenerierung über den ROR-Test prompt beendet, selbst wenn der Wiederbeginn zu verzögern ist. Dies gibt eine bessere Möglichkeit der Korrektur irgendwelcher Probleme, die bei der Regenerierung festgestellt wurden, und vermeidet Verzögerungen beim Wiederbeginn auf Grund eines verlängerten zyklischen Arbeitens beim Regenerierungszyklus. Jedoch wird das regenerierte System nicht bei niedrigem Druck gelassen, da der niedrige Druck das Eindringen von Luft und Wasser in die Pumpe und die Verunreinigung der Anordnungen ermöglichen könnte, falls irgendein Leck vorhanden wäre. Vielmehr wird das regenerierte System mit einem Volumen von reinem Stickstoffgas gehalten. Wenn später die Wiederbeginnverzögerung verstrichen ist, wird das System erneut ausgehend von 420 grobgepumpt, wobei mit voller Zuversicht Erwartet wird, daß es den ROR-Test bei 438 sofort besteht.
• Wenn die Kryopumpe nach erfolgreichem Grobpumpen wieder zu starten ist, werden die Heizer bei 456 ausgeschaltet und die Kryopumpe wird bei 458 eingeschaltet. Das System muß innerhalb 180 Minuten auf 20 K herabkühlen, wie es bei 462 angezeigt ist, oder es wird die Regenerierung abgebrochen. Sobald es bis auf 20 K herabgekühlt ist, wird der Kryopumpen-Thermoelement-Druckmeßfühler automatisch bei 464 auf 0 gestellt. Wie zuvor erläutert, befindet sich das System nun bei seinem niedrigsten Druck und der Thermoelement-Druckmeßfühler sollte zu diesem Zeitpunkt stets eine Nullablesung abgeben. Der Kryopumpen-Thermoelement-Druckmeßfühler wird dann bei 466 abgeschaltet und die Regenerieung ist beendet.
• In Fig. 15 ist ein Ablaufdiagramm des Ablaufs der Erholung nach einem Spannungsausfall dargestellt. Nachdem die Spannung wieder bereitgestellt wird, wie dies bei 468 angezeigt ist, überprüft das System bei 470 das Benutzerprogramm bei 472, um zu bestimmen, ob der Erholungsablauf durchzuführen ist. Falls nicht, bleibt die Kryopumpe, wie bei 474 angezeigt, abgeschaltet. Falls ja, bestimmt das System bei 476, ob die Kryopumpe eingeschaltet, ausgeschaltet oder bei der Regenerierung war, als der Spannungsausfall auftrat. Falls sie abgeschaltet war, bleibt die Kryopumpe abgeschaltet. Falls die Pumpe eingeschaltet war, überprüft das System bei 478, ob die zweite Stufe oberhalb oder unterhalb des bei 480 programmierten Einstellpunkts liegt. Falls sie sich unterhalb des Einstellpunkts befindet, wird die Kryopumpe bei 482 eingeschaltet und bei 484 auf 20 K gekühlt, wobei die Anzeige bei 486 anzeigt, daß das System sich nach dem Spannungsausfall wieder erholt hat. Falls es nicht innerhalb von 30 Minuten auf unterhalb 20 K abkühlt, wird an den Benutzer eine Warnung abgegeben, daß die Temperatur zu überprüfen ist, so daß er sicher sein kann, daß sich die Pumpe innerhalb der Betriebsparameter, die für seinen Verfahrensablauf notwendig sind, befindet. Falls sich die Temperatur der zweiten Stufe nicht unterhalb des programmierten Einstellpunkts befindet, beginnt das System die Regenerierung bei 488 ohne irgendwelche programmierte Verzögerungen für den Regenerierungsstart und den erneuten Start der Kryopumpe.
• Falls bei 476 bestimmt wird, daß sich das System bereits in der Regenerierung befand, wird bei 490 ermittelt, ob die Pumpe sich beim Vorgang des Herabkühlens befand. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Regenerierungszyklus bei 488 erneut gestartet. Falls die Pumpe herabkühlte, bestimmt das System, ob der Kryopumpen-Thermoelement-Meßfühler eine Temperatur von weniger als 100 Mikron anzeigt. Falls nicht, wird die Regenerierung bei 488 erneut gestartet. Falls ja, wird das Herabkühlen bei 494 fortgesetzt, um den ursprünglichen Regenerierungszyklus zu beenden. Nach einem Spannungsausfall werden die Verzögerungen "Regenerierungsstart" und "Kryo-Wiederbeginn" stets ignoriert, da der Zeitpunkt des Spannungsausfalls nicht bekannt ist und das System zugunsten eines Betriebssystems irrt beziehungsweise arbeitet.
• Auch wenn es oftmals wichtig ist, einen gelegentlichen Betrieb des Systems über die Steuertafel durch nicht autorisierte Bedienungspersonen zu verhindern, ist es ebenso wichtig, daß das System nicht abgeschaltet wird, weil keine Person, die das Paßwort besitzt, verfügbar ist. Das vorliegende System ermöglicht eine Übersteuerung des Paßworts durch Wartungspersonal. Jedoch ist das Wartungspersonal nicht stets sofort verfügbar und es kann erwünscht sein, das Paßwort über eine Telefonkommunikation zu übersteuern. Somit ist es wunschenswert, imstande zu sein, den Benutzer mit einem Übersteuerungspaßwort zu versehen, das über das Steuerfeld eingegeben werden kann. Andererseits ist es nicht erwünscht, daß diese Person anschließend unbegrenzten Zugriff auf die Kryopumpensteuerung zu späteren Zeitpunkten besitzt, so daß das Übersteuerungspaßwort eine begrenzte Wirksamkeitsdauer haben muß. Unter diesem Gesichtspunkt ist der Mikroprozessor so programmiert, daß er auf ein Paßwort anspricht, das durch das System so bestimmt werden kann, daß es lediglich für den aktuellen Zustand des Systems wirksam ist. Es speichert einen kryptographischen Algorithmus beziehungsweise Verschlüsselungsalgorithmus, aus dem es zum Zeitpunkt seines Betriebs das gültige Übersteuerungspaßwort berechnen kann. In gleicher Weise besitzt eine vertrauliche Quelle Zugriff zu demselben Algorithmus. Falls das Paßwort zu umgehen ist, speist der Benutzer die vertrauliche Quelle mit dem Betriebszeitpunkt der Kryopumpe, die bei der Wartungsfunktion bei 322 in Fig. 12 angezeigt wird. Diese Zeit ist allgemein für jede Pumpe in einem System unterschiedlich und wiederholt sich bei keiner Pumpe zu irgendeinem Zeitpunkt. Die vertrauliche Quelle berechnet dann das Übersteuerungspaßwort und gibt das Paßwort über das Telephon dem Benutzer bekannt. Wenn es in das System eingegeben wird, bestätigt es das System durch Berechnung des Übersteuerungspaßworts auf Grund seines eigenen Algorithmus und stellt dann das Paßwort bereit, das zuvor in das System durch den nicht zur Verfügung stehenden Benutzer programmiert wurde. Wenn der nicht zur Verfügung stehende Benutzer zurückkehrt, wird der Benutzer voraussichtlich ein neues Paßwort in das System einkodieren. Das Übersteuerungs-Paßwort wäre nicht länger benutzbar, da die Betriebsdauer des Systems sich verändert hätte.
• Bei Kopplung mit einem Computeranschluß über den RS232-Anschluß können alle über das Steuerfeld verfügbare Funktionen über das Computerterminal durchgeführt werden. Weiterhin steht zusätzliche, in dem batterieunterstützten RAM gespeicherte Information für Wartungsdiagnosezwecke zur Verfügung. Im einzelnen kann das Computerterminal Zugriff zu den speziellen Diodenkalibrierungen für die Temperaturerfassungsdioden der ersten und der zweiten Stufe haben. Das elektronische Modul kann ebenso eine Datenhistorie speichern und dem zentralen Computer zur Verfügung stellen. Insbesondere Speichert das System die nachfolgenden Daten bezüglich der ersten zehn Regenerierungen des Systems und die am kürzesten zurückliegenden zehn Regenerierungen: Herabkühlzeit, Aufwärmzeit, Reinigungszeit, Grobbehandlungszeit, Regenerator-ROR-Zyklen und abschließender ROR-Wert. Das System speichert auch die Zeit seit der letzten Regenerierung und die gesamte Anzahl der abgeschlossenen Regenerierungen. Auf Grund der Speicherung der Daten bezüglich der ersten zehn Regenerierungen kann das Wartungspersonal den kürzer zurückliegenden Kryopumpenbetrieb mit demjenigen der Kryopumpe, als sie neu war, vergleichen und möglicherweise Probleme vorhersagen, bevor sie auftreten.

Claims (16)

1. Kryopumpe mit

einem Tiefsttemperatur-Kühlapparat (44),

einer durch den Kühlapparat gekühlten, gaskondensierenden Kryoplatte (62),

einem Temperatursensor (58, 60), der mit der Kryoplatte gekoppelt ist,

einem elektrisch betätigten Ventil (84), das zur Durchleitung von Gasen von der Kryoplatte ausgelegt ist,

einem programmierbaren elektronischen Prozessor (24), der so verschaltet ist, daß er auf den Sensor (58, 60) anspricht, und zur Steuerung des Öffnens und Schließens des mit der Kryopumpe gekoppelten Ventils (84) und zur Ansteuerung des Kühlapparats gemäß einem in ihm gespeicherten programmierten Kryopump-Arbeitsablauf dient,

dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare elektronische Prozessor integral an dem Tiefsttemperatur-Kühlapparat und an der Kryoplatte montiert ist, wobei die Kryopumpe eine integrale Anordnung bildet.

2. Kryopumpe nach Anspruch 1, bei der der elektronische Prozessor (24) zur Steuerung des Betriebs des Ventils in einer Regenerierungsabfolge programmiert ist und das Ventil ein Grob-Ventil (84) ist, wobei die Kryopumpe weiterhin ein elektrisch betätigtes Reinigungsventil (80), das zur Reinigung der Kryoplatte mit Reinigungsgas ausgelegt und zur Steuerung durch den elektronischen Prozessor (24) verschaltet ist, einen in thermischem Kontakt mit der kondensierenden Kryoplatte stehenden und durch den elektronischen Prozessor (24) gesteuerten Heizer (69) und einen mit dem elektronischen Prozessor gekoppelten Drucksensor (86) zur Erfassung des Drucks im Bereich der Kryoplatte aufweist.

3. Kryopumpe nach Anspruch 1 oder 2, bei der der elektronische Prozessor (24) dazu ausgelegt ist, die Rate des Abfalls des Drucks der Kryopumpe während des Grobpumpens der Kryopumpe zu erfassen und zumindest einen Abschnitt eines Regenerationszyklus erneut zu starten, wenn die Rate des Abfalls kleiner als ein vorbestimmter Einstellpunkt ist.

4. Kryopumpe nach Anspruch 3, bei der das Ventil ein Grob-Ventil (84) ist und bei der weiterhin ein Reinigungsventil (80) vorhanden ist, wobei der elektronische Prozessor (24) so programmiert ist, daß er eine Verzögerung des Kühlens des Kühlaggregats nach der Grobbehandlung bewirkt, um die Kryopumpe über das Reinigungsventil (80) während der Verzögerung mit Reinigungsgas zu hinterfüllen, und daß er das Grobventil (84) am Ende der Verzögerung zum Grobpumpen der Kryopumpe erneut öffnet.

5. Kryopumpe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, mit einem Druckmeßfühler (86) zur Erfassung des Drucks im Bereich der Kondensieranordnung, wobei der elektronische Prozessor so programmiert ist, daß er den Druckmeßfühler nach jeder Regenerierung auf Null stellt.

6. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in dem elektronischen Prozessor (24) Kalibrierungs- Speicherwerte für den Temperatursensor (58, 60) gespeichert sind.

7. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der elektronische Prozessor (24) eine Zugriffsbeschränkungseinrichtung zur Begrenzung des Ansprechens auf an diesen angelegte Eingangssignale solange, bis ein vorbestimmtes Kennwort eingegeben wird, aufweist.

8. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der elektronische Prozessor (24) in einem Modul-Gehäuse (26) untergebracht ist, das einen Steuer-Verbinder (108) aufweist, der dazu ausgelegt ist, die Elektronik mit einem Motor des Tiefsttemperatur-Kühlapparats, mit dem Temperaturfühler (58, 60) und mit dem elektrisch betätigten Ventil (84) zu koppeln, wobei das Modul weiterhin einen Spannungsverbinder aufweist, der zur Verbindung der Elektronik mit einer Spannungsversorgung ausgelegt ist.

9. Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Tastatur und einer Anzeige (90) als Teil der integralen Anordnung.

10. Elektronisches Modul (106), das zur abnehmbaren und integralen Kopplung mit einer Kryopumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist, mit

einem eine Elektronik umschließenden Gehäuse,

einem Steuer-Verbinder (108), der dazu ausgelegt ist, die Elektronik mit einem Motor eines Tiefsttemperatur-Kühlapparats, mit einem Temperaturfühler (58, 60) in der Kryopumpe und mit einem elektrisch betätigten, mit der Kryopumpe gekoppelten Ventil (84) zu koppeln, und

einem Spannungsverbinder, der zur Verbindung der Elektronik mit einer Spannungsversorgung ausgelegt ist,

wobei die Elektronik zur Bereitstellung einer Temperaturanzeige und zur Steuerung des Kühlaggregat-Motors und -Ventils ausgelegt ist.

11. Modul nach Anspruch 10, bei dem sich der Steuer-Verbinder (108) an einem Ende des Moduls (106) befindet und der Spannungsverbinder an dem entgegengesetzten Ende des Moduls angeordnet ist und das Modul dazu ausgelegt ist, in einem an der Kryopumpe befestigten Gehäuse (26) zu gleiten, um das den Spannungsverbinder tragende Ende des Moduls (106) freiliegen zu lassen.

12. Modul nach Anspruch 10 oder 11, mit einer Einrichtung zum Verhindern der Abnahme des Moduls von der Kryopumpe, wenn eine Spannungsversorgung mit dem Modul gekoppelt ist.

13. Modul nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der elektronische Prozessor zur Steuerung des Betriebs des Ventils bei einem Regenerierungsablauf programmiert ist.

14. Modul nach Anspruch 13, bei dem der Steuer-Verbinder (108) zur Kopplung der Elektronik mit elektrisch betätigten Grob- und Reinigungsventilen (84, 80) und mit einem Heizer (69), der eine kondensierende Kryoplatte der Kryopumpe aufheizt, ausgelegt ist.

15. Modul nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Elektronik einen Direktzugriffsspeicher zum Speichern von erfassten Parametern von der Kryopumpe aufweist.

16. Modul nach Anspruch 15, bei dem der Speicher ein nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher ist.